(8分)现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类,镉是生产硫酸锌的副产品,属于高毒性金属,试回答下列相关问题.
(1)火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373-1573K,使锌蒸馏出来。
主要反应为:2ZnS +3O22ZnO+2SO2 ;鼓风炉中:2C +O22CO
鼓风炉中:ZnO+COZn + CO2
从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In2O3,可用硫酸提取铟,某研究机构对此研究数据如下。实验中涉及的酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与铟的浸出率如下图1;硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2
①当酸度为196时,其物质的量浓度为 。
②从节约原料和浸出率考虑,适宜的酸度和液固比分别为: 、 。
(2)湿法炼锌的主要工艺流程为
①硫酸浸取的主要反应的离子方程式为: 。
②从保护环境和充分利用原料角度,如何处理或利用烟气 。
③除去酸浸出液中的铁,可用H2O2氧化,再调节pH使之形成Fe(OH)3沉淀,写出H2O2氧化Fe2+的离子方程式 。
④酸浸出液还含有Cd2+,为了防止镉污染并回收镉,根据它们性质的差异,可用氢氧化钠溶液分离,已知Zn(OH)2和氢氧化铝一样也具有两性,试写出分离的离子方程式 ___________ 、 。
(8分)以硫酸工艺的尾气、氨水、石灰石、焦炭及碳酸氢铵和KCl为原料可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸氢铵等物质。合成路线如下:
(1)生产中,反应Ⅱ中往往需要向溶液中加入适量的对苯二酚等物质,其目的是 。
(2)下列有关说法正确的是 。
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B.反应Ⅲ中发生反应的化学方程式为:CaSO4+4CCaS +4CO↑
C.反应Ⅳ需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D.反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥
(3)反应Ⅴ反应液用40%乙二醇溶液,温度控制在25℃,硫酸钾的产率超过90%,其原因是 。
(4)(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为N2,试写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 。
(10分)2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只,锂电池消耗量巨大,对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义,其中需要重点回收的是正极材料,其主要成分为钴酸锂(LiCoO2)、导电乙炔黑(一种炭黑)、铝箔以及有机粘接剂。某回收工艺流程如下:
(1)上述工艺回收到的产物有 。
(2)废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂,为了安全对拆解环境的要求是_______________。
(3)碱浸时主要反应的离子方程式为_____________________。
(4)酸浸时反应的化学方程式为___________。如果用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到溶解的目的,但不利之处是_______________。
(5)生成Li2CO3的化学反应方程式为____________。已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度升高而减小,最后一步过滤时应____________。
(6分)柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源。液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作②的所需的主要仪器是 。
(2)参照右图溶解度曲线,得到的固体A的主要成分是 (填化学式)。
(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
【有关资料】
化学式 |
BaCO3 |
BaSO4 |
Ca(OH)2 |
MgCO3 |
Mg(OH)2 |
Ksp |
8.1×10一9 |
1.08×10一10 |
1.0×10一4 |
3.5×10一5 |
1.6×10一11 |
【设计除杂过程】
①已知试剂B是K2CO3溶液,则混合液A的主要成分是 (填化学式)。
【获取纯净氯化钾】
②对溶液B加热并不断滴加l mol· L一1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C。该操作的目的是 。
③将溶液C倒入蒸发皿中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到 时(填现象),停止加热。
【问题讨论】
④进行操作⑤中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度为 。
(11分)某学生利用以下装置探究喷泉实验。其中A、F分别为硫化氢和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与硫化氢反应的装置。
请回答下列问题:
(1)装置F中发生反应的化学方程式 。
(2)装置A中的分液漏斗内液体a宜选用 (选填以下选项的代号)
A.盐酸 B.浓硫酸 C.稀硫酸 D.稀硝酸
(3)虚线框内应添加必要的除杂装置,请从上图的备选装置中选择。并将编号填入下列空格。
B__________、D__________、E__________(填编号)
(4)打开K1、K2,将常温压下的H2S、Cl2以体积比1:1充满烧瓶后,再关闭K1、K2,始终看不到烧瓶内产生“喷泉”现象,理由(用简要文字并配备化学方程式描述): 。
(5)在操作(4)的基础上,引发喷泉操作方法是 。
根据表中提供的数据,判断下列说法正确的是
A.等浓度的NaCN、NaHCO3、Na2CO3溶液中,pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(NaHCO3)
B.a mol/L HCN溶液与b mol/L NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中c(Na+)=c(CN-),则a一定大于b
C.等浓度的NaCN、NaHCO3混合溶液中c(Na+)+ c(H+) =c(CN-) + c(HCO3-) + c(OH-)
D.NaCN溶液中通入少量CO2,发生的反应可表示为:2NaCN + H2O + CO2 = 2HCN + Na2CO3